JP4775036B2 - Transmission bandwidth allocation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、TDMAを利用する光伝送システムにおける送信帯域割当て方法及び装置に関する。 The present invention relates to a transmission band allocation method and apparatus in an optical transmission system using TDMA.
GE−PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network)による光アクセス方式が普及しつつある。なお、Ethernet及びイーサネットは登録商標である。PONでは、センター局に配置される光終端装置OLT(Optical Line Terminal)に、光ファイバ及び光カップラからなる光伝送路を介して複数のユーザ光終端装置ONU(Optical Network Unit)を接続する。GE−PONでは、1本の光ファイバで16又は32個のONUを収容するのが一般的であるが、規格上、1本の光ファイバで収容可能なONU数に上限はなく、64又は128個のONUを収容することも可能である。 An optical access method using GE-PON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) is becoming widespread. Ethernet and Ethernet are registered trademarks. In the PON, a plurality of user optical terminators ONU (Optical Network Unit) are connected to an optical terminator OLT (Optical Line Terminal) arranged in a center station via an optical transmission line composed of an optical fiber and an optical coupler. GE-PON generally accommodates 16 or 32 ONUs with one optical fiber, but there is no upper limit to the number of ONUs that can be accommodated with one optical fiber, and 64 or 128 is standard. It is also possible to accommodate individual ONUs.
GE−PONでは、ONUからの上り信号の伝送にTDMA(Time Domain Multiple Access)を利用する。即ち、OLTが各ONUに送信タイミングと送信期間を通知し、ONUは、与えられた送信タイミングの送信期間内に信号を送信する。 In GE-PON, TDMA (Time Domain Multiple Access) is used for transmission of an upstream signal from an ONU. That is, the OLT notifies each ONU of the transmission timing and transmission period, and the ONU transmits a signal within the transmission period of the given transmission timing.
現在のインターネット通信では、ファイルダウンロードにTCPが用いられている。TCP通信では、図9に示すように、サーバが一定のデータ量WS(Window Size)のデータをクライアントに送信し、クライアントが受信通知であるACK信号をサーバに返信する。サーバは、ACK信号を受信すると、データ量WSの次のデータをクライアントに送信する。これらの手順を、全データを伝送し終えるまで、繰り返す。 In current Internet communication, TCP is used for file download. In the TCP communication, as shown in FIG. 9, the server transmits a certain amount of data WS (Window Size) to the client, and the client returns an ACK signal as a reception notification to the server. When the server receives the ACK signal, the server transmits data next to the data amount WS to the client. These procedures are repeated until all data has been transmitted.
このように、サーバからクライアントへのデータ量WSのデータの送信と、クライアントからサーバへのACK信号の送信をセットとして、これを繰り返すことにより、サーバからクライアントにデータが伝送される。サーバがWS分のデータを送信してからクライアントからのACK信号を受信するまでの時間を、RTT(Round Trip Time)と呼ぶ。データ量WSを時間RTTで送信することになるので、TCPスループットはWS/RTTで定義される。 As described above, the transmission of data of the data amount WS from the server to the client and the transmission of the ACK signal from the client to the server are set as a set, and the data is transmitted from the server to the client by repeating this. The time from when the server transmits data for WS until it receives the ACK signal from the client is called RTT (Round Trip Time). Since the data amount WS is transmitted at the time RTT, the TCP throughput is defined by WS / RTT.
サーバとクライアントの間にGE-PONが介在した場合、TCP通信は、図10に示す手順で実現される。即ち、(1)クライアントが接続するONUは、クライアントからのACK信号を一旦、バッファに蓄積する。(2)このONUは、送信すべきデータがあることをReportフレームによりOLTに通知する。(3)OLTは、各ONUからのReportフレームを集約し、送信タイミングと送信期間をGateフレームにより各ONUに通知する。(4)ONUは、OLTからのGateフレームにより指示される送信タイミングと送信期間を使って、ACK信号をサーバに向けて送信する。 When GE-PON is interposed between the server and the client, TCP communication is realized by the procedure shown in FIG. (1) The ONU to which the client is connected temporarily stores the ACK signal from the client in the buffer. (2) This ONU notifies the OLT that there is data to be transmitted using a Report frame. (3) The OLT aggregates the Report frames from each ONU and notifies each ONU of the transmission timing and transmission period by using the Gate frame. (4) The ONU transmits an ACK signal to the server using the transmission timing and transmission period indicated by the Gate frame from the OLT.
実際には、GE−PONでは、LLID(Logical Layer Identifier)単位で上記の手順が行われるが、ここでは、簡略化して説明している。LLIDは、ONUに複数、付与することが可能である。
GE−PONを使用する場合、ACK信号が一時的にONUに蓄積されるので、TCPスループットのRTTは、ONUにおけるACK信号の送信待ち時間を含むこととなり、TCPスループットを大幅に悪化させる。 When GE-PON is used, since the ACK signal is temporarily accumulated in the ONU, the TCP throughput RTT includes the transmission waiting time of the ACK signal in the ONU, which greatly deteriorates the TCP throughput.
OLTが各ONUに割り当てる送信間隔を短くすれば、送信待ち時間を短縮できる。しかし、従来、送信期間はどのONUに対しても一定であるので、送信間隔を短くすると、送信期間を短くすることになる。送信期間が短くなると、相対的にオーバーヘッドが増えるので、上りの実効帯域が減少する。 If the transmission interval assigned to each ONU by the OLT is shortened, the transmission waiting time can be shortened. However, conventionally, since the transmission period is constant for any ONU, if the transmission interval is shortened, the transmission period is shortened. When the transmission period is shortened, the overhead increases relatively, so that the effective uplink bandwidth decreases.
図11は、送信間隔が大きい場合と小さい場合の送信フレームの配置例を示す。図11(a)は送信間隔が小さい場合を示し、同(b)は大きい場合を示す。図11(a),(b)から、送信間隔が小さいほど、次の送信タイミングまでの待ち時間が短くなるが、オーバーヘッド部分が相対的に増して実効データレートが低下することが分かる。 FIG. 11 shows an example of the arrangement of transmission frames when the transmission interval is large and small. FIG. 11A shows a case where the transmission interval is small, and FIG. 11B shows a case where the transmission interval is large. 11 (a) and 11 (b), it can be seen that the smaller the transmission interval, the shorter the waiting time until the next transmission timing, but the overhead portion is relatively increased and the effective data rate is lowered.
アクセス系では上りのスループットよりも下りのスループットの方が重要である。 In the access system, downstream throughput is more important than upstream throughput.
本発明は、TDMA方式における下りのTCPスループットを改善する送信帯域割当て方法及び装置を提示することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a transmission band allocation method and apparatus for improving downlink TCP throughput in the TDMA scheme.
本発明に係る送信帯域割当て方法は、複数のユーザ終端装置が収容され、各ユーザ終端装置にTDMAによる送信を許可するデータ伝送システムにおいて、各ユーザ終端装置への下りTCP通信の有無を検出するTCP通信検出ステップと、各ユーザ終端装置の所定基準周期内の送信可能データ量を互いに等しく維持しつつ、当該TCP通信検出ステップの検出結果に従い、当該下りTCP通信のあるユーザ終端装置に許可する送信間隔を短縮する制御ステップとを具備することを特徴とする送信帯域割当て方法。 The transmission band allocation method according to the present invention is a data transmission system in which a plurality of user termination devices are accommodated and each user termination device is permitted to transmit by TDMA, and a TCP that detects the presence or absence of downlink TCP communication to each user termination device. A transmission interval that is permitted to a user terminal device having the downlink TCP communication according to the detection result of the TCP communication detection step while maintaining the communication detection step and the transmittable data amount within a predetermined reference period of each user terminal device equal to each other And a control step for shortening the transmission bandwidth.
本発明に係る送信帯域割当て装置は、複数のユーザ終端装置が収容され、各ユーザ終端装置にTDMAによる送信を許可するデータ伝送システムにおいて、各ユーザ終端装置への下りTCP通信の有無を検出するTCP通信検出装置と、当該TCP通信検出装置の検出結果により更新され、各ユーザ終端装置の下りTCP通信の有無を示すTCP通信テーブルと、各ユーザ終端装置の所定基準周期内の送信可能データ量を互いに等しく維持しつつ、当該TCP通信テーブルを参照し、当該下りTCP通信のあるユーザ終端装置に許可する送信間隔を短縮する制御装置とを具備することを特徴とする。 A transmission band allocation device according to the present invention is a data transmission system that accommodates a plurality of user termination devices and permits transmission to each user termination device by TDMA, and detects TCP presence / absence of downlink TCP communication to each user termination device The communication detection device, the TCP communication table updated by the detection result of the TCP communication detection device and indicating the presence / absence of downlink TCP communication of each user termination device, and the transmittable data amount within the predetermined reference period of each user termination device are mutually connected. A control device that shortens a transmission interval permitted to a user terminal device with the downlink TCP communication while referring to the TCP communication table while maintaining the same is provided.
本発明により、下りTCP通信のためのACK信号の送信間隔を短縮でき、その結果として、下りTCPのスループットを改善できる。 According to the present invention, the transmission interval of the ACK signal for downlink TCP communication can be shortened, and as a result, the throughput of downlink TCP can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。図2は、TCPの接続から切断までのシーケンスを示す。ここでは、理解を容易にするために、3台のONUが収容されているPONシステムで、その内の一台のONUに接続するパーソナルコンピュータが、上位ネットワークのサーバとTCP通信するケースを説明する。先に説明したように、一般的には、GE−PONシステムには、より多くのONUを接続できる。 FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a sequence from TCP connection to disconnection. Here, in order to facilitate understanding, a case will be described in which a personal computer connected to one of the ONUs in the PON system that accommodates three ONUs communicates with a server in the upper network. . As described above, in general, more ONUs can be connected to the GE-PON system.
センター局に配置される光終端装置(OLT)10のアップリンクポート10aは上位ネットワーク12に接続し、上位ネットワーク12には、サーバ14が接続する。アップリンクポート10aと上位ネットワーク12のインターフェースは、1000Base−T又は1000Base−SX等である。
An
OLT10のPONポート10bは、光ファイバ16を介して1:nの光カップラ18に接続する。図示例では、n=3である。光カップラ18は、光ファイバ16からの下り信号光を3分割し、各分割信号光を光ファイバ20−1〜20−3に出力する。各光ファイバ20−1〜20−3の他端は、各ユーザ宅に配置される光終端装置(ONU)22−1〜22−3に接続する。各ONU22−1〜22−3には、コンピュータ24−1〜24−3が接続する。勿論、1台のONUに、ルータ又はゲートウエイを介して複数のコンピュータを接続することもできる。
The
OLT10は、各ONU22−1〜22−3の送信タイミングと送信期間を制御し、ONU22−1〜22−3と上位ネットワーク12との間のデータ伝送を中継する。
The OLT 10 controls the transmission timing and transmission period of each of the ONUs 22-1 to 22-3 and relays data transmission between the ONUs 22-1 to 22-3 and the
上位ネットワーク12からの下りデータ信号は、アップリンクポート10aを介してLANインターフェース30に入力する。LANインターフェース30は、下りデータ信号を多重装置32に出力する。OLT10を制御するOLT制御装置34は、ONU22−1〜22−3に対する種々の制御信号(例えば、各ONU22−1〜22−3の送信タイミングと送信期間を指示するGateメッセージ等)を多重装置32に出力する。
Downlink data signals from the
多重装置32は、ネットワークインターフェース30からの下りデータ信号にOLT制御装置34からの制御信号を多重し、多重信号を電気/光変換器36に印加する。電気/光変換器36は、多重装置32からの多重信号を光信号(下り信号光)に変換し、WDM光カップラ38に印加する。WDM光カップラ38は、電気/光変換器36からの下り信号光を、PONポート10bを介して光ファイバ16に出力する。
The
OLT10のPONポート10bから出力される下り信号光は、光ファイバ16、光カップラ18、光ファイバ20−1〜20−3を介して各ONU22−1〜22−3に入力する。
Downstream signal light output from the
各ONU22−1〜22−3は、光ファイバ20−1〜20−3から入力する下り信号光を電気信号に変換し、自分宛であれば取り込み、他宛てであれば破棄する。各ONU22−1〜22−3は、取り込んだ下り信号の内、自己宛の制御信号を内部処理すると共に、配下のコンピュータ24−1〜24−3宛てのデータ信号をコンピュータ24−1〜24−3に供給する。 Each of the ONUs 22-1 to 22-3 converts the downstream signal light input from the optical fibers 20-1 to 20-3 into an electric signal, takes it if it is addressed to itself, and discards it if it is addressed to another. Each of the ONUs 22-1 to 22-3 internally processes a control signal addressed to itself among the captured downstream signals, and sends data signals addressed to the subordinate computers 24-1 to 24-3 to the computers 24-1 to 24- 3 is supplied.
他方、コンピュータ24−1〜24−3は、上位ネットワーク12に向けたデータ信号をそれぞれONU22−1〜22−3に出力する。各ONU22−1〜22−3は、OLT10により許可された送信タイミング及び送信期間で、上り信号光をそれぞれ光ファイバ20−1〜20−nに出力する。この上り光信号は、配下のコンピュータ24−1〜24−3からの、上位ネットワーク12に接続する機器(例えば、サーバ14)に宛てたデータ信号(サーバ14等に対する制御信号及び応答信号を含む)と、各ONU22−1〜22−3がOLT10に向けて出力する制御信号を搬送する。OLTユニット10に宛てた制御信号は、論理リンク確立のための制御信号及び応答信号(例えば、Gateメッセージに応答するReportメッセージ等)などを含む。光カップラ18は、各光ファイバ20−1〜20−3からの上り光信号を光ファイバ16に出力する。このようにして、各ONU22−1〜22−3から出力される上り信号光が、OLT10のPONポート10bを介してWDM光カップラ38に入力する。
On the other hand, the computers 24-1 to 24-3 output data signals directed to the
WDM光カップラ38は、PONポート10bからの上り信号光を光/電気変換器40に供給する。光/電気変換器40は、WDM光カップラ38からの上り信号光を電気上り信号に変換する。分離装置42は、光/電気変換器から出力される電気上り信号の内、OLT10に宛てた信号をOLT制御装置34に供給し、上位ネットワーク12に宛てた上り信号をLANインターフェース30に供給する。
The WDM
LANインターフェース30は、分離装置42からの上り信号を上位ネットワーク12に出力する。
The
本実施例では、OLT制御装置34は、下りTCPスループットの改善のために、各ONU22−1〜22−3の送信タイミングと送信期間を動的に制御する。そのために、OLT10には、下りTCP通信をモニタするTCP通信検出装置44と、下りTCP通信の状況を記憶するTCP通信テーブル46と、TCP通信テーブル46を更新するタイマ48と、各ONU22−1〜22−3に対する上り帯域割当てパラメータを記憶する帯域割当てテーブル50を設ける。即ち、送信帯域割当ての動的制御のために、TCP通信検出装置44、TCP通信テーブル46、タイマ48及び帯域割当てテーブル50を追加し、OLT制御装置34に送信帯域割当ての制御機能を組み込んだ。
In this embodiment, the
TCP通信検出装置44は、LANインターフェース30から多重装置32に供給される下り信号を傍受してTCP通信の有無を検出し、検出結果に従いTCP通信テーブル46を更新する。図3は、TCP通信テーブル46の構成及び数値の一例を示す。TCP通信テーブル46は、ONU(又はLLID)番号のフィールド46aと、下りTCP通信の有無を示すフラグのフィールド46bと、時間の経過と共に減少するタイマ値を収容するフィールド46cを具備する。
The TCP
TCP通信検出装置44は、下りTCP通信を検出すると、テーブル46の、該当するONU(又はLLID)のレコードの下りTCPフラグフィールド46bにフラグを立てる、即ち、’1’をセットし、タイマフィールド46cに適当な初期値(図3に示す例では、1秒)をセットする。OLT制御装置34は、タイマ48の出力を参照して、テーブル46のタイマフィールド46cのタイマ値を減算する。テーブル46のタイマフィールド46cのタイマ値は、0になると、それ以上、減少しない。
When detecting the downstream TCP communication, the TCP
TCP通信検出装置44はまた、LANインターフェース30から多重装置32への下り信号中に、TCP通信の終了を示す標識又は記号を検出すると、TCP通信テーブル46の、該当するONU(又はLLID)のレコードの下りTCPフラグフィールド46bを’0’でクリアし、タイマフィールド46cを0でクリアする。
When the TCP
タイマフィールド46cのタイマ値は、TCP検出装置44が下りTCP通信を検出しなくなると、時間の経過と共に減少する。具体的には、OLT制御装置34が、タイマ48の出力を参照して、テーブル46のタイマフィールド46cの数値を時間と共にデクリメントする。
The timer value in the
詳細は後述するが、OLT制御装置34は、タイマフィールド46cのタイマ値が0で無い場合、下りTCP通信を受信するONUに、下りスループットが高くなるような帯域割当てを設定する。タイマフィールド46cの設定値は、いわば、上位ネットワーク12等でのエラーにより一時的に下りTCPフレームをOLT10が受信しない場合に対するマージンである。
As will be described in detail later, when the timer value in the
TCP通信検出装置44が、下りTCP通信を検出する方法を説明する。TCP通信では、IETFのRFC791で規定されるIPヘッダの’Protocol’部には、TCPを表す’00000110’(16進数で0x06、10進数で6)がセットされる。また、図2から分かるように、TCPのコネクション確立の際、送信装置(例えば、サーバ14)は、RFC793で規定されているTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’SYN’ビットに’1’がセットされたTCPフレームを受信装置(例えば、コンピュータ24−1〜24−3の何れか)に送信する。TCPコネクションを切断するときには、送信装置は、TCPヘッダの’Control Bits’部の’FIN’ビットに’1’がセットされたTCPフレームを受信装置に送信する。従って、下り信号のIPヘッダの’Protocol’部によりTCP通信を判別でき、TCPヘッダの’Control Bits’部の中の’SYN’ビットによりTCP通信の開始を判別でき、TCPヘッダの’Control Bits’部の’FIN’ビットによりTCP通信の終了を判別できる。
A method in which the TCP
また、データの有無によっても、下りTCP通信の有無を判別できる。即ち、IPヘッダにおける’Protocol’部がTCPを表す'00000110'(16進数で0x06、10進数で6)であり、TCPヘッダにおける’Control Bits’部の’ACK’ビットが’0’である場合、これは、下りTCP通信による下りデータの存在を示す。ACKビットは既定のパケットを受信したことを伝えるために用いられるので、’ACK’ビットが’0’である場合、その下りTCPフレームは、下りデータを搬送するフレームである。 The presence / absence of downstream TCP communication can also be determined based on the presence / absence of data. That is, when the “Protocol” portion in the IP header is “00000110” (0x06 in hexadecimal and 6 in decimal) representing TCP, and the “ACK” bit in the “Control Bits” portion in the TCP header is “0” This indicates the presence of downlink data by downlink TCP communication. Since the ACK bit is used to indicate that a predetermined packet has been received, when the 'ACK' bit is '0', the downlink TCP frame is a frame carrying downlink data.
TCP通信検出装置44は、TCPヘッダの’Control Bits’部の中の’SYN’ビットの値により、TCP通信の開始を示すフレームを検出するか、又は、データを搬送する下りTCPフレームを検出すると、テーブル46の該当するONU(又はLLID)のレコードのフラグフィールド46bにフラグを立て、タイマフィールド46cにマージン値(ここでは、1秒)をセットする。前者と後者の一方のみを検出するように簡略化しても良い。
When the TCP
TCP通信検出装置44はまた、TCPヘッダの’Control Bits’部の中の’FIN’ビットの値により、下りTCP通信の終了を検出すると、TCP通信テーブル46の下りTCPフラグフィールド46bをクリアし、タイマフィールド46cに0をセットする。別の方法として、TCP通信検出装置44は、下りTCP通信の終了を検出したとき、テーブル46の該当するONU(又はLLID)のレコードを消去してもよい。
The TCP
通信障害等も考慮し、下りTCP通信の切断を検知する前に、タイマフィールド46cの値がゼロになれば、OLT制御装置34は、その下りTCP通信は終了したものと見做す。先に説明したように、OLT制御装置34は、タイマ48の出力を参照して、テーブル46のタイマフィールド46cのタイマ値を、0になる迄、時間と共にデクリメントする。
Considering a communication failure or the like, if the value of the
OLT制御装置34は、TCP通信テーブル46を参照し、ONU22−1〜22−3への上り信号帯域の割当て制御に利用される帯域割当てテーブル50を更新する。そして、OLT制御装置34は、帯域割当てテーブル50の下、各ONU22−1〜22−3からの制御信号、例えば送信の帯域とタイミングの要求に応じて、各ONU22−1〜22−3に送信タイミングと送信期間を割り当てる。
The
割り当てる帯域の決定方法を説明する。図4は、何れのONU22−1〜22−3も下りTCP通信を行っていない場合の、帯域割当てテーブル50の数値例を示す。テーブル50は、ONU(又はLLID)を指定するフィールド50a、送信間隔を指定するフィールド50b、及び、1回当たりの最大送信データ量を規定する指数を示すフィールド50cを具備する。この例では、基準となる送信間隔は1msである。
A method for determining the bandwidth to be allocated will be described. FIG. 4 shows a numerical example of the bandwidth allocation table 50 when none of the ONUs 22-1 to 22-3 is performing downlink TCP communication. The table 50 includes a
図5は、TCP通信検出装置44が、ONU22−1に向けた下りTCP通信を検出した後の、テーブル50の内容例を示す。ONU22−1に対する下りTCP通信の検出により、ONU22−1に対する送信間隔が1msから0.5msに短縮されている。本実施例では、送信を必要とするONUに対して公平な送信量を確保することを前提としているので、送信間隔を半分にしたのに応じて、フィールド50cに示すように、1回当たりの最大送信データ量も半減している。
FIG. 5 shows an example of the contents of the table 50 after the TCP
OLT制御装置34は、TCP通信テーブル46を参照して、ONU22−1(又はLLID)に対して、帯域割当てテーブル50を、図5に例示するように変更する。テーブル50を変更する作業とは独立に、OLT制御装置34は、帯域割当てテーブル50を参照して、各ONU22−1〜22−3に上り信号の帯域を割り当てる。
The
帯域割当てテーブル50が図4に示す内容になっている場合、OLT制御装置34は、各ONU22−1〜22−3に均等な送信間隔で均等な1回当たりの最大送信データ量を割り当てる。図6は、図4に対応する、光ファイバ16上の上り信号のタイミングシーケンスの模式図を示す。
When the bandwidth allocation table 50 has the contents shown in FIG. 4, the
帯域割当てテーブル50が図5に示す内容になっている場合、OLT制御装置34は、図5に示すテーブル50に従い、ONU22−1には、他のONU22−2,22−3の送信間隔の半分の送信間隔を割り当てると共に、1回当たりの最大送信データ量を、他のONU22−2,22−3に対するそれの半分にする。OLT制御装置34は、送信間隔の短縮により増加するONU22−1の送信を、1周期内で適宜に分散したタイミングで許可する。図7は、図5に対応する、光ファイバ16上の上り信号のタイミングシーケンスの模式図を示す。図7に示す例では、本来の送信タイミングに続くONU22−3の送信期間の後に、ONU22−1への新たな送信期間を割り込ませている。
When the bandwidth allocation table 50 has the contents shown in FIG. 5, the
この実施例では、テーブル50のフィールド50bに送信間隔をそのまま記載したが、基準周期内の送信回数を規定しても良い。例えば、基準周期を1msとし、その1基準周期内の送信回数を、下りTCP通信のスループットの改善目標に応じて変更する。全ONUの可能な上り送信データ量を等しくしたい場合には、更に、1基準周期内の送信可能データ量を一定に維持するように、1回当たりの送信可能データ量を送信回数の増加に応じて低減する。2以上の送信回数を具備するONUには、その送信期間を適当に1基準周期内で分散配置する。
In this embodiment, the transmission interval is described as it is in the
下りTCP通信のスループットの改善目標に応じて、同じ長さの送信期間をより頻繁に割り当てるようにしてもよい。この場合、他のONUは、送信間隔が長くなり、下りTCPのスループットが低下する。 The transmission period of the same length may be assigned more frequently according to the improvement target of the throughput of the downlink TCP communication. In this case, the transmission interval of other ONUs becomes long, and the throughput of downlink TCP decreases.
図1に示す実施例では、下り信号を監視したが、上り信号を監視しても、同様に、下りTCP通信を検出できる。図8は、上り信号により下りTCP通信の有無を検出する実施例の概略構成ブロック図を示す。図1と同じ構成要素には同じ符号を付してある。TCP通信検出装置44の代わりに、上り信号を傍受することで下りTCP通信の有無を検出するTCP通信検出装置44aを、OLT60に設けた。
In the embodiment shown in FIG. 1, the downlink signal is monitored, but the downlink TCP communication can be similarly detected by monitoring the uplink signal. FIG. 8 shows a schematic block diagram of an embodiment in which the presence / absence of downstream TCP communication is detected based on upstream signals. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Instead of the TCP
変更部分であるTCP通信検出装置44aの動作を主に説明する。 The operation of the TCP communication detection device 44a which is a changed part will be mainly described.
TCP通信検出装置44aは、光/電気変換器40の出力する上り信号を傍受し、その上り信号中のTCPフレームのTCPヘッダの’Control Bits’部をモニタする。図2から分かるように、TCPコネクションの確立の際、受信装置が、TCPフレームのTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’ACK’ビットと’SYN’ビットが共に立っているTCPフレームを送信装置に送信する。以後、送信装置から受信装置にデータが送信される。また、TCPコネクションの切断の際には、受信装置は、TCPヘッダの’Control Bits’部の中の’FIN’ビットが立っているTCPフレームを送信装置に送信する。
The TCP communication detection device 44a intercepts the upstream signal output from the optical /
また、データの有無によっても、下りTCP通信の存在を判別できる。即ち、上り信号中のIPヘッダにおける’Protocol’部がTCPを表す'00000110'(16進数で0x06、10進数で6)であり、TCPヘッダにおける’Control Bits’部の’ACK’ビットが’1’である場合、このTCPフレームは、下りTCP通信による下りデータを受信したことを送信装置に通知する信号である。続けてデータを受信する可能性がある。 The presence of downstream TCP communication can also be determined based on the presence or absence of data. That is, the 'Protocol' part in the IP header in the upstream signal is '00000110' (hexadecimal 0x06, decimal 10), and the 'ACK' bit in the 'Control Bits' part in the TCP header is '1' In the case of ', this TCP frame is a signal notifying the transmitting apparatus that downlink data by downlink TCP communication has been received. There is a possibility of receiving data continuously.
TCP通信検出装置44aは、上りTCP信号に含まれるTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’SYN’ビット及び’ACK’ビットの値により、TCP通信の開始を検出するか、又は、’ACK’ビットの値によりデータの受信を検出すると、テーブル46の該当するONU(又はLLID)のレコードのタイマフィールド46cにマージン値(ここでは、1秒)をセットする。前者と後者の一方のみを検出するように簡略化しても良い。
The TCP communication detection device 44a detects the start of TCP communication based on the values of the 'SYN' bit and the 'ACK' bit in the 'Control Bits' portion of the TCP header included in the upstream TCP signal, or 'ACK' 'When reception of data is detected based on the bit value, a margin value (here, 1 second) is set in the
TCP通信検出装置44aはまた、TCPヘッダの’Control Bits’部の中の’FIN’ビットの値により、下りTCP通信の終了を検出すると、TCP通信テーブル46の下りTCPフラグフィールド46bをクリアし、タイマフィールド46cに0をセットする。別の方法として、TCP通信検出装置44aは、下りTCP通信の終了を検出したとき、テーブル46の該当するONU(又はLLID)のレコードを消去してもよい。
When detecting the end of the downstream TCP communication based on the value of the 'FIN' bit in the 'Control Bits' part of the TCP header, the TCP communication detection device 44a clears the downstream
以後の動作は、図1に示す実施例と同じなので、省略する。 The subsequent operation is the same as that of the embodiment shown in FIG.
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.
10:光終端装置(OLT)
10a:アップリンクポート
10b:PONポート
12:上位ネットワーク
14:サーバ
16:光ファイバ
18:光カップラ
20−1〜20−3:光ファイバ
22−1〜22−3:光終端装置(ONU)
24−1〜24−3:コンピュータ
30:LANインターフェース
32:多重装置
34:OLT制御装置
36:電気/光変換器
38:WDM光カップラ
40:光/電気変換器
42:分離装置
44:TCP通信検出装置
46:TCP通信テーブル
48:タイマ
50:帯域割当てテーブル
60:光終端装置(OLT)
10: Optical termination device (OLT)
10a:
24-1 to 24-3: Computer 30: LAN interface 32: Multiplexer 34: OLT control device 36: Electrical / optical converter 38: WDM optical coupler 40: Optical / electrical converter 42: Separating device 44: TCP communication detection Device 46: TCP communication table 48: Timer 50: Bandwidth allocation table 60: Optical termination device (OLT)
Claims (20)
各ユーザ終端装置への下りTCP通信の有無を検出するTCP通信検出ステップ(44,44a)と、
各ユーザ終端装置の所定基準周期内の送信可能データ量を互いに等しく維持しつつ、当該TCP通信検出ステップの検出結果に従い、当該下りTCP通信のあるユーザ終端装置に許可する送信間隔を短縮する制御ステップ(34)
とを具備することを特徴とする送信帯域割当て方法。 In a data transmission system in which a plurality of user termination devices are accommodated and each user termination device is allowed to transmit by TDMA,
TCP communication detection step (44, 44a) for detecting the presence or absence of downstream TCP communication to each user terminal device;
A control step of shortening the transmission interval permitted to a user terminal device having the downlink TCP communication according to the detection result of the TCP communication detection step while maintaining the transmittable data amounts within a predetermined reference period of each user terminal device equal to each other (34)
A transmission bandwidth allocation method comprising:
当該下りTCP通信のTCP通信開始を示す開始信号とTCP通信終了を示す終了信号とを検出する検出ステップ(44,44a)と、
当該検出ステップの検出結果に従い、各ユーザ終端装置の下りTCP通信の有無を示すTCP通信テーブル(46)を更新するテーブル更新ステップ(44,44a)
とを具備し、
当該制御ステップは、当該TCP通信テーブル(46)を参照して、当該下りTCP通信のあるユーザ終端装置に許可する送信間隔を短縮する
ことを特徴とする請求項1に記載の送信帯域割当て方法。 The TCP communication detection step includes
A detection step (44, 44a) for detecting a start signal indicating the start of TCP communication of the downlink TCP communication and an end signal indicating the end of TCP communication;
Table update step (44, 44a) for updating the TCP communication table (46) indicating the presence / absence of downlink TCP communication of each user terminal device according to the detection result of the detection step
And
2. The transmission band allocation method according to claim 1, wherein the control step refers to the TCP communication table (46) and shortens a transmission interval permitted to a user terminal device having the downlink TCP communication.
当該下りTCP通信のTCP通信開始を示す開始信号と、当該下りTCP通信による下りデータ伝送の存在と、TCP通信終了を示す終了信号とを検出する検出ステップ(44,44a)と、
当該検出ステップの検出結果に従い、各ユーザ終端装置の下りTCP通信の有無を示すTCP通信テーブルを更新するテーブル更新ステップ
とを具備し、
当該制御ステップは、当該TCP通信テーブルを参照して、当該下りTCP通信のあるユーザ終端装置に許可する送信間隔を短縮する
ことを特徴とする請求項1に記載の送信帯域割当て方法。 The TCP communication detection step includes
A detection step (44, 44a) for detecting a start signal indicating the start of TCP communication of the downlink TCP communication, presence of downlink data transmission by the downlink TCP communication, and an end signal indicating the end of TCP communication;
A table update step for updating a TCP communication table indicating the presence or absence of downlink TCP communication of each user terminal device according to the detection result of the detection step,
2. The transmission band allocation method according to claim 1, wherein the control step refers to the TCP communication table and shortens a transmission interval permitted to a user terminal apparatus having the downlink TCP communication.
当該下りTCP通信による下りデータ伝送の存在が、当該下りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’ACK’ビットにより判別され、
当該終了信号が、当該下りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’FIN’ビットであることを特徴とする請求項5に記載の送信帯域割当て方法。 The start signal is the 'SYN' bit in the 'Control Bits' portion of the TCP header of the downstream TCP signal,
The presence of downlink data transmission by the downlink TCP communication is determined by the 'ACK' bit in the 'Control Bits' portion of the TCP header of the downlink TCP signal,
6. The transmission band allocation method according to claim 5, wherein the end signal is a “FIN” bit in a “Control Bits” portion of a TCP header of the downlink TCP signal.
当該下りTCP通信による下りデータ伝送の存在が、当該上りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’ACK’ビットにより判別され、
当該終了信号が、当該上りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’FIN’ビットであることを特徴とする請求項5に記載の送信帯域割当て方法。 The start signal is the 'SYN' bit and the 'ACK' bit in the 'Control Bits' part of the TCP header of the upstream TCP signal,
The presence of downlink data transmission by the downlink TCP communication is determined by the 'ACK' bit in the 'Control Bits' part of the TCP header of the uplink TCP signal,
6. The transmission band allocation method according to claim 5, wherein the end signal is a 'FIN' bit in a 'Control Bits' portion of a TCP header of the uplink TCP signal.
各ユーザ終端装置への下りTCP通信の有無を検出するTCP通信検出装置(44,44a)と、
当該TCP通信検出装置の検出結果により更新され、各ユーザ終端装置の下りTCP通信の有無を示すTCP通信テーブル(46)と、
各ユーザ終端装置の所定基準周期内の送信可能データ量を互いに等しく維持しつつ、当該TCP通信テーブル(46)を参照し、当該下りTCP通信のあるユーザ終端装置に許可する送信間隔を短縮する制御装置(34)
とを具備することを特徴とする送信帯域割当て装置。 In a data transmission system in which a plurality of user termination devices are accommodated and each user termination device is allowed to transmit by TDMA,
TCP communication detection device (44, 44a) for detecting the presence or absence of downstream TCP communication to each user termination device;
A TCP communication table (46) updated by the detection result of the TCP communication detection device and indicating the presence or absence of the downstream TCP communication of each user terminal device;
Control that shortens the transmission interval permitted to a user terminal device with the downlink TCP communication by referring to the TCP communication table (46) while maintaining the transmittable data amounts within the predetermined reference period of each user terminal device equal to each other. Device (34)
A transmission bandwidth allocating device.
当該下りTCP通信による下りデータ伝送の存在が、当該下りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’ACK’ビットにより判別され、
当該終了信号が、当該下りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’FIN’ビットであることを特徴とする請求項15に記載の送信帯域割当て装置。 The start signal is the 'SYN' bit in the 'Control Bits' portion of the TCP header of the downstream TCP signal,
The presence of downlink data transmission by the downlink TCP communication is determined by the 'ACK' bit in the 'Control Bits' portion of the TCP header of the downlink TCP signal,
The transmission band allocation device according to claim 15, wherein the end signal is a 'FIN' bit in a 'Control Bits' portion of a TCP header of the downstream TCP signal.
当該下りTCP通信による下りデータ伝送の存在が、当該上りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’ACK’ビットにより判別され、
当該終了信号が、当該上りTCP信号のTCPヘッダの’Control Bits’部の中の’FIN’ビットであることを特徴とする請求項15に記載の送信帯域割当て装置。 The start signal is the 'SYN' bit and the 'ACK' bit in the 'Control Bits' part of the TCP header of the upstream TCP signal,
The presence of downlink data transmission by the downlink TCP communication is determined by the 'ACK' bit in the 'Control Bits' part of the TCP header of the uplink TCP signal,
The end signal is transmitted bandwidth allocation apparatus of claim 1 5, characterized in that the 'FIN' bits in the 'Control Bits' portion of the TCP header of the uplink TCP signal.
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